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Die
Erfindung betrifft eine Beschichtungsanlage mit einer Beschichtungsstation,
in welcher Werkstücke
mit einer Beschichtung versehen werden, einer Trocknungsstation,
in welcher die Beschichtung der Werkstücke getrocknet und/oder gekühlt werden,
und einem im wesentlichen horizontal verlaufenden Endlosförderer zum
Transportieren der Werkstücke.
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Derartige
Beschichtungsanlagen werden seit langem zum Lackieren, Pulverbeschichten
etc. verschiedenster Werkstücke
eingesetzt. Eine Beschichtungsanlage zum elektrostatischen Beschichten
flacher Werkstücke
wird in der gattungsbildenden
DE 195 14 057 A1 beschrieben. Mittels einer
Förderkette oder
eines Förderbandes
werden Werkstücke
von einer Zugangsstation zu einer Beschichtungsstation gefördert, in
welcher üblicherweise
ein oder mehrere Beschichtungsroboter vorgesehen sind. Zum Beschichten
wird die Bewegung des Förderers
für eine bestimmte
Taktzeit unterbrochen, so daß eine
zuverlässige
Beschichtung des Werkstückes
erreicht wird.
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In
der
DE 197 53 656
C1 wird eine Einrichtung zur Vakuumbeschichtung von Gleitlagern
gelehrt. Hierbei ist vorgesehen, dass die Werkstücke zum Zwecke des Durchlaufs
durch die Beschichtungsanlage formschlüssig an Trägerkörpern befestigt werden, welche
einen integrierten Antrieb aufweisen und auf einer Transportbahn
bewegbar sind.
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In
einer gattungsgemäßen Beschichtungsanlage
werden nach einem Abschluß des
Heschichtens die Werkstücke
durch den Hand- oder Kettenförderer
weitertransportiert, wobei diese vor einer Weiterverarbeitung eine
Trocknungs- und/oder Kühlstation
durchlaufen.
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Eine
Trocknungsstation wird beispielsweise dann benötigt, wenn noch ein Verdampfen
von Lösungsmitteln
oder ein völliges
Abbinden eines aufgebrachten Lackes notwendig ist. Eine Kühlung ist meistens
dann erforderlich, wenn im Zusammenhang mit der Beschichtung eine
Aufheizung des Werkstückes
erfolgt ist. Zur Vermeidung eines Verzuges aufgrund thermischer
Spannungen ist eine sanfte Abkühlung
der Werkstücke
vor einer weiteren intensiven Handhabung oder Bearbeitung erforderlich.
Der Einfachheit halber wird diese Station nachfolgend Trocknungsstation
genannt, wobei diese abhängig von
dem jeweiligen Beschichtungsverfahren auch eine Kühlstation
sein kann.
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Bei
den bekannten Beschichtungsanlagen wird das Trocknen und/oder Kühlen in
der Trocknungsstation erreicht, indem die Werkstücke über eine definierte Weg- und
Zeitspanne auf dem Kettenförderer
bis zu einer Abgabestation transportiert werden. Dies gewährt zwar
eine schonende und zuverlässige
Trocknung und/oder Abkühlung
der Werkstücke,
jedoch ergibt sich hierdurch eine erhebliche Verlängerung
des Kettenförderers
mit einem entsprechenden Platzbedarf.
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Eine
lange Förderkette
sowie eine entsprechend hohe Anzahl darauf befindlicher Werkstücke hat
zur Folge, dass für
einen getakteten Stop-and-Go-Betrieb entsprechend hohe Antriebs- und
Bremsmomente aufgebracht werden müssen. Das Beschleunigen und
Abbremsen relativ großer Massen
macht es zudem erforderlich, die Förderkette mit entsprechend
hoher Festigkeit auszulegen. Dies wiederum führt zu einer weiteren Erhöhung der zu
bewegenden Massen sowie zu einer weiteren Steigerung des konstruktiven
und damit finanziellen Aufwandes für die Beschichtungsanlage.
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Aus
der DE-GM 1 903 400 ist eine Trockenvorrichtung für Schuhsohlen
bekannt, die einen Pater-Noster-Förderer aufweist, wobei an dem
Pater-Noster-Förderer
Ablagen befestigt sind, auf welche die Schuhsohlen zur Trocknung
aufgelegt werden. Zur Erhöhung
der Verweilzeit der Schuhsohlen in der Trockenvorrichtung ist hierbei
vorgesehen, mehrere Pater-Noster-Förderer in Serie hintereinander
anzuordnen.
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Aus
der DE-AS 1 290 082 ist ein Pater-Noster-artiger Kettenförderer zur
Förderung
von keramischen Gegenständen
durch einen Trockenturm bekannt, wobei an dem Kettenförderer kassettenartige Halter
mit jeweils mehreren Mitnahmefächern
angebracht sind. Hierbei werden die keramischen Gegenstände mittels
eines Bandförderers
in die Mitnahmefächer
hineinbewegt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beschichtungsanlage anzugeben,
welche bei weiter guten Beschichtungseigenschaften einen kompakten
und zugleich einfachen Aufbau aufweist.
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Diese
Aufgabe wird nach der Erfindung mit einer Beschichtungsanlage mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Beschichtungsanlage
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsstation einen Pater-Noster-Förderer aufweist, mit welchem
die Werkstücke
in einer vertikalen Richtung transportierbar sind, und dass der
Pater-Noster-Förderer getrennt
von dem Endlosförderer
angeordnet und angetrieben ist.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung liegt in der Entkoppelung der Bewegung
der Werkstücke
in der Trocknungsstation von dem Endlosförderer. Auf diese Weise wird
die Masse des Endlosförderers
sowie die Anzahl der darauf angeordneten Werkstücke deutlich reduziert. Dies
führt zu
einer entsprechenden Reduktion der Antriebs- und Bremsleistungen.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung liegt im Transport der Werkstücke innerhalb
der Trocknungsstation mittels eines Pater-Noster-Förderers
in vertikaler Richtung. Auf diese Weise kann zusätzlich der Platzbedarf für die gesamte
Beschichtungsanlage drastisch vermindert werden. Durch diese erfindungsgemäße Entkoppelung
und die gleichzeitige Verlagerung einer Transportbewegung in einer
vertikalen Richtung wird eine einfache und zugleich kompakte Beschichtungsanlage
erreicht.
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Ein
wirtschaftlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Pater-Noster-Förderer eine
Vielzahl von Traggliedern zum Aufnehmen der Werkstücke aufweist.
Die Tragglieder können
dabei Trägerplatten oder
Tragbügel
sein. Eine besonders hohe Anzahl von Traggliedern kann durch einen
mäanderförmigen Verlauf
des Pater-Noster-Förderers
erreicht werden.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass durch den Pater-Noster-Förderer die Werkstücke unmittelbar von
dem Endlosförderer übernehmbar,
insbeson dere abnehmbar sind. Es ist somit keine Greifer- oder sonstige
Handhabungseinrichtung notwendig, welche die Werkstücke von
dem Endlosförderer
auf den Pater-Noster-Förderer
umsetzt. Aufgrund des Entfallens der Notwendigkeit einer Greifereinrichtung
werden auch unerwünschte
mechanische Beanspruchungen des noch empfindlichen, beschichteten Werkstückes vermieden.
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Eine
besonders zweckmäßige Übergabe
der Werkstücke
von dem Endlosförderer,
welcher ein Kettenförderer,
eine Rollbahn, ein Förderband,
etc. sein kann, auf den Pater-Noster-Förderer wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass ein Übernehmen
der Werkstücke
durch den Pater-Noster-Förderer
in einen Bereich erfolgt, in welchem die Tragglieder des Pater-Noster-Förderers
von einer horizontalen Förderrichtung
in eine vertikale Förderrichtung umgelenkt
werden. Die Bewegung der Tragglieder des Pater-Noster-Förderers
können
so die hervorstehend auf den Endlosförderer gelagerten Werkstücke in einfacher
Weise untergreifen und schonend von dem Endlosförderer abheben. Der Pater-Noster-Förderer hat
somit gleichzeitig die Funktion einer Übernahme- oder Greifeinrichtung.
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Die
Erfindung ist weiter dadurch in vorteilhafter Weise ausgestaltet,
dass durch den Pater-Noster-Förderer
die Werkstücke
unmittelbar an eine Abtransporteinrichtung abgebbar, insbesondere
auf der Abtransporteinrichtung absetzbar sind. Der Pater-Noster-Förderer erfüllt somit
insgesamt auch die Funktion einer Abgabestation der Beschichtungsanlage.
Auch dies wird ohne einen zusätzlichen
Greifer- oder eine sonstige Handhabungseinrichtung erreicht. Dies
stellt einen weiteren erheblichen Vorteil gegenüber den bisherigen Beschichtungsanlagen
dar. Die Abtransporteinrichtung kann selbst wiederum ein Endlosförderer,
etwa ein Kettenförderer,
eine Rollenbahn, ein Förderband
etc. sein. Die Abtransporteinrichtung ist dabei so ausgestaltet,
dass die Werkstücke
von den Traggliedern des Pater-Noster-Förderers in einfacher Weise
auf geeignete Werkstückaufnahmen
absetzbar sind.
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In
bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass ein Abgeben der Werkstücke durch
den Pater-Noster-Förderer
in einen Bereich erfolgt, in welchem die Tragglieder von einer vertikalen
Förderrichtung
in eine horizontale Förderrichtung
umgelenkt werden. Dies erlaubt ein weitgehend behinderungsfreies
Entfernen der Tragglieder des Pater-Noster-Förderers von der Abtransporteinrichtung
nach dem Abgeben der Werkstücke.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
besteht weiterhin darin, dass der Pater-Noster-Förderer als ein Puffer ausgebildet
ist. Durch die Vielzahl an Traggliedern kann der Pater-Noster-Förderer eine
entsprechende zusätzliche
Anzahl von Werkstücken aufnehmen.
Mit einer hinlänglich
bekannten Puffersteuerung kann so der Pater-Noster-Förderer in
einem gewissen Umfang Kapazitätsschwankungen, bedingt
durch kurzfristige Störungen
oder Unterbrechungen etwa aufgrund Wartungsarbeiten, zwischen der
Beschichtungsanlage und einer eventuell nachgeordneten Weiterverarbeitungsanlage
ausgleichen.
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Eine
besonders wirtschaftliche Arbeitsweise wird dadurch erreicht, dass
an dem Pater-Noster-Förderer
jeweils mehrere Tragglieder in Reihe angeordnet sind.
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Ein
gutes Übernehmen
und eine gute Abgabe der Werkstücke
durch den Pater-Noster-Förderer wird
erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass die Tragglieder gabelförmige Tragbügel zum Untergreifen der Werkstücke aufweisen.
Dies erlaubt zudem auch ein schonendes Greifen und Transportieren
der frisch beschichteten Werkstücke.
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Ein
schonender Transport der Werkstücke innerhalb
des Pater-Noster-Förderers
wird insbesondere dadurch erzielt, dass die Tragglieder des Pater-Noster-Förderers
pendelnd aufgehängt
sind. Die Werkstücke
behalten so im wesentlichen ihre horizontale Lage während der
Förderbewegung.
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Alternativ
kann es vorgesehen sein, dass die Tragglieder an dem Pater-Noster-Förderer starr
angebracht sind, wobei die Werkstücke in einer gewendeten Lage
abgebbar sind. Auf diese Weise kann der Pater-Noster-Förderer auch
die Funktion einer Wendestation erfüllen, wenn dies gewünscht ist.
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Es
ist erfindungsgemäß, dass
eine Steuerung vorgesehen ist, welche sowohl einen Antrieb des Endlosförderers
als auch einen Antrieb des Pater-Noster-Förderers abgestimmt aufeinander
einen getakteten oder kontinuierlichen Betrieb steuert. Auf diese
Weise wird sozusagen ein nahtloses Ineinandergreifen der beiden
Fördereinrichtungen
unter jeweiliger Berücksichtigung
der notwendigen Beschichtungstaktzeit gewährleistet.
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Nach
der Erfindung ist es für
eine besonders hochqualitative Beschichtung vorgesehen, dass zwischen
der Heschichtungsstation und der Trocknungsstation eine Härtstation
angeordnet ist. In dieser Härtstation
kann ein Aushärten
der Beschichtung etwa durch Temperaturerhöhung oder durch Bestrahlung
beispielsweise mittels UV-Strahlung erfolgen. Mittels einer solchen
Härtstation
kann die Beschichtung verbessert und die Dauer für eine nachfolgende Trocknung
oder Kühlung
reduziert werden.
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Die
Erfindung wird weiter anhand von bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben, welche schematisiert in den Zeichnungen dargestellt
sind. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine gattungsgemäße Beschichtungsanlage;
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2 eine
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Beschichtungsanlage;
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3 eine
Vorderansicht auf einen Pater-Noster-Förderer
einer erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage;
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4 eine
Seitenansicht des Pater-Noster-Förderers
von 3;
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5 eine
Draufsicht auf den Pater-Noster-Förderer von 3;
und
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6 eine
schematische Darstellung zur Hestückung des Pater-Noster-Förderers
von 3.
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Die
gattungsgemäße Beschichtungsanlage 10' von 1 weist
eine Beschichtungsstation 20' mit
mehreren Beschichtungsrobotern oder linear Achsen und einer Farbnebel-Abscheideeinrichtung 22' eine Härtstation 30' mit mehreren
Induktoren zum thermischen Aushärten
der beschichteten Werkstücke
sowie eine Kühlstation 40' auf. Die schematisch dargestellten,
scheibenförmigen
Werkstücke 5' werden mittels
eines Greifers an einer Zuführstation 90' auf entsprechende
Tragglieder eines Endlosförderers 50' übergeben.
Mittels des Endlosförderers 50' werden die
Werkstücke 5' zunächst in
die Beschich tungsstation 20' gefördert, in
welcher sie lackiert werden. Anschließend erfolgt ein thermisches
Einbrennen der beschichteten Werkstücke 5' in der Härtstation 30', wenn die beschichteten
Werkstücke 5' mittels des
Endlosförderers 50' dorthin transportiert
worden sind. Zum Abkühlen
der beschichteten Werkstücke 5' durchlaufen
diese eine Kühlstation 40', in welcher
zum Erreichen einer definierten Abkühlzeit der Endlosförderer 50' mäanderförmig angeordnet
ist. Anschließend
werden die beschichteten und abgekühlten Werkstücke 5' auf dem Endlosförderer 50' zu einer Abgabestation 78' gefördert, in
welcher die Werkstücke 5' mittels eines
Greifers auf eine Abtransporteinrichtung 80' umgesetzt werden.
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Eine
erfindungsgemäße Beschichtungsanlage 10 ist
in 2 dargestellt. Bei dieser Beschichtungsanlage 10 werden
die zu bearbeitenden Werkstücke 5,
beispielsweise Bremsscheiben, an einer Zuführstation 90 von einer
Zuführtransporteinrichtung 92 mittels
eines Greifers 94 auf spindelförmige Tragglieder 52 eines
Endlosförderers 50 umgesetzt. Der
Endlosförderer 50 ist
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ein Kettenförderer,
welcher eine etwa rechteckige Bahn umläuft.
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Die
Werkstücke 5 werden
mittels des Endlosförderers 50 zunächst in
eine Beschichtungsstation 20 gefördert, wobei die Werkstücke 5 jeweils
vor einem Beschichtungsroboter 24 gestoppt werden. Die
Beschichtungsroboter 24 tragen einen Lack oder ähnliches
als eine Beschichtung auf die Werkstücke 5 auf, wobei die
Werkstücke 5' mittels der
spindelförmigen
Tragglieder 52 gedreht werden können. Der Farbnebel wird durch
eine Abscheideeinrichtung 22 aufgefangen. Nach der Beschichtung
werden die Werkstücke 5 entlang
des Endlosförderers 50 zu
einer Härtstation 30 mit
mehreren Induktoren 32 transportiert. In dieser Härtstation 30 erfolgt ein
Einbrennen der aufgetragenen Beschichtung. Bei diesem induktiven
Erwärmungsvorgang
können
die Werkstücke 5 auf
eine Temperatur von deutlich über
100°, insbesondere
etwa 250° bis
350°, erhitzt
werden. Dies macht eine möglichst
schonende Abkühlung
der Werkstücke 5 vor
einer Weiterverarbeitung notwendig, damit ein thermischer Verzug
aufgrund übermäßiger mechanischer
Beanspruchung in einem erhöhten
Temperaturzustand oder eine zu schnelle Temperaturverminderung vermieden
wird. Zu diesem Zweck werden die Werkstücke 5 im Anschluss
an die Härtstation 30 mittels
dem Endlosförderer 50 zu
einer Trocknungsstation 40 weiterbewegt.
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Im
Gegensatz zu der in 1 beschriebenen gattungsgemäßen Beschichtungsanlage
ist die Trocknungsstation 40 von dem Endlosförderer 50 entkoppelt
und weist eine eigene Fördereinrichtung, nämlich einen
Pater-Noster-Förderer 60 auf.
Der Pater-Noster-Förderer 60 übernimmt
die beschichteten Werkstücke 5 von
dem Endlosförderer 50 und
hebt diese von den spindelförmigen
Traggliedern 52 nach oben ab. Nach einer definierten Transportzeit
zum Kühlen
der Werkstücke 5 werden
diese von dem Pater-Noster-Förderer 60 aus
einer Abtransporteinrichtung 80 einer Abgabestation 78 abgesetzt
und übergeben.
Der erfindungsgemäße Pater-Noster-Förderer 60 dient
damit nicht nur zur Ausbildung der Trocknungsstation 40 sondern
gleichzeitig auch als eine Greif- oder Übergabeeinrichtung zum Abgeben
der Werkstücke
von dem Endlosförderer 50 an
eine Abtransporteinrichtung 80.
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Die
von den Werkstücken 5 entleerten
spindelförmigen
Tragglieder 52 des Endlosförderers 50 durchlaufen
nach der Trocknungsstation 40 eine Tragglied-Reinigungsstation 12.
In dieser werden die spindelförmigen
Tragglieder 52 von eventuell vorhandenen Farbresten befreit.
Es erfolgt dann ein Rücklauf
der spindelförmigen
Tragglieder 52 zu der Zuführstation 90, in welcher
die spindelförmigen
Tragglieder 52 erneut mit Werkstücken 5 belegt werden können.
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In
den im Vergleich zu 2 vergrößerten Maßstab der 3 bis 5 wird
der Pater-Noster-Förderer 60 der
erfindungsgemäßen Heschichtungsanlage 10 näher erläutert. Der
Pater-Noster-Förderer 60 besteht
aus zwei nebeneinander angeordneten Modulen 58, 59,
welche im Wesentlichen gleich aufgebaut sind. Es wird daher nachfolgend
nur eines der Module weiter erläutert.
Ein Modul des Pater-Noster-Förderers 60 umfasst
einen Rahmen 67, an welchem eine Kette 61 über Umlenkrollen 64 bewegbar
geführt
ist. Die Bewegungsrichtung der Kette 61 ist in 4 durch
Pfeile angedeutet, wobei die Bewegung von einem Antrieb 66 über ein
Antriebsritzel 65 auf die Kette 61 übertragen
wird.
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Jedes
Modul des Pater-Noster-Förderers 60 weist
zwei parallel zueinander angeordnete Ketten 61 auf, welche
bereichsweise über
Transportbalken 63 miteinander verbunden sind. An den Transportbalken 63 sind
jeweils 5 bügelförmige Tragglieder 62 angeordnet.
Die Tragglieder 62 bestehen jeweils aus vier drahtförmigen Hügeln, welche
ein Untergreifen eines scheibenförmigen
Werkstückes 5 erlauben.
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Gemäß 4 ist
zu ersehen, dass die Werkstücke 5 vorstehend
auf vertikal angeordneten spindelförmigen Traggliedern 52 des
Endlosförderers 50 parallel
zu einer Längsrichtung
des Pater-Noster-Förderers 60 antransportiert
werden. In einem rechten unteren Eckbereich des Pater-Noster-Förderers 60 gemäß der Darstellung
von 4 erfolgt ein Abheben der Werkstücke 5 durch
die bügelförmigen Tragglieder 62 dadurch,
dass diese zunächst
durch eine entsprechende Ket tenführung
horizontal und sogar etwas vertikal nach unten unter die Werkstücke 5 bewegt
werden. Durch die Umlenkung der Kette 61 an der entsprechenden
Umlenkrolle 64 werden die bügelförmigen Tragglieder 62 nach
oben bewegt, wobei diese dann die auf die spindelförmigen Tragglieder 52 aufgesetzten
Werkstücke 5 abheben
und mitnehmen.
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Nach
dem Durchlaufen einer definierten Kühlstrecke, welche im Wesentlichen
in einer vertikalen Richtung verläuft, werden die Werkstücke 5 in ähnlicher
Weise wie bei der Übernahme
an die Transporteinrichtung 80 abgegeben. Dies erfolgt
gemäß 4 in
einem linken unteren Eckbereich, wobei die Werkstücke zunächst vertikal
nach unten in Richtung auf die Abtransporteinrichtung 80 zugefördert werden.
Dabei können
die bügelförmigen Tragglieder 62 etwa
durch die beabstandeten Rollen einer Rollenbahn der Abtransporteinrichtung 80 hindurchgreifen,
so dass dabei die Werkstücke 5 auf
der Abtransporteinrichtung 80 abgelegt werden. Durch eine entsprechende
Umlenkung der Kette 61 in horizontale Richtung werden dann
die bügelförmigen Tragglieder 62 von
der Abtransporteinrichtung 80 horizontal weggefahren und
zur Übernahme
weiterer Werkstücke
rückgeführt.
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Bei
der Anordnung von zwei oder mehr Modulen eines Pater-Noster-Förderers 60 wird
eine erfindungsgemäße und vorteilhafte
Beschickung der einzelnen Module mit Werkstücken 5 im Zusammenhang
mit 6 erläutert.
Der Pfeil P1 stellt dabei die Förderrichtung
des Endlosförderers 50 dar,
welcher die Werkstücke 5 an
den Pater-Noster-Förderer 60 zur Übergabe
auf diesen transportiert.
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Zu
Beginn eines Heladungszyklus eines Pater-Noster-Förderers 60 mit
zwei Modulen 58, 59 mit jeweils 5 Traggliedern je
Transportbalken werden zunächst
zehn Werkstücke 5 in
den Bereich vor den Pater-Noster-Förderer 60 transportiert.
Aufgrund eines konstruktiv notwendigen Zwischenraumes 57 zwischen
den beiden Modulen 58, 59, welcher einem Abstand
der spindelförmigen
Tragglieder 52 des Endlosförderers 50 entspricht,
bleibt in dem ersten Zuführschritt
der in Richtung P1 vordere Werkstückträger frei. In einem zweiten
Schritt werden dann zunächst
von dem ersten Modul 58 des Pater-Noster-Förderers 60 fünf Werkstücke aufgenommen.
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In
einem dritten Verfahrensschritt wird dann die Endlosfördereinrichtung 50 in
Richtung des Pfeiles P1 um einen Takt weiter bewegt, so dass nun mehr
allen bügelförmigen Traggliedern 62 des
zweiten Modules 59 des Pater-Noster-Förderers 60 jeweils
ein Werkstück 5 zugeordnet
ist. In einem vierten Schritt werden dann diese fünf Werkstücke durch das
zweite Modul 59 des Pater-Noster-Förderers 60 aufgenommen.
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Im
nur noch schematisch dargestellten fünften Verfahrensschritt werden
dann wieder so viele Werkstücke 5 in
Richtung des Pfeiles P1 zugestellt, bis der Zustand des ersten Verfahrensschrittes
wieder erreicht ist. Auf diese Weise kann trotz der Anordnung mehrerer
Module und eines eventuell erforderlichen konstruktiven Zwischenraumes 57 auf
einfache Weise eine volle Auslastung des Pater-Noster-Förderers 60 erreicht
werden.